Кроме трех основных стабильных субатомных частиц (электронов, протонов и нейтронов) ученые открыли еще более 200 редких или короткоживущих частиц. Некоторые из них были обнаружены в космических лучах. Другие возникают при бомбардировке атомов заряженными частицами, разгоняемыми до высоких энергий в ускорителях.
В космических лучах встречаются не только электроны, протоны и нейтроны, но и короткоживущие частицы, например мюоны. Время жизни мюонов составляет всего 2,2 микросекунды.
Бомбардировка атомов в ускорителях порождает короткоживущие частицы высоких энергий, такие, как тоны и пионы, а также разные виды кварков: нижний, верхний, истинный, странный, очарованный.
Согласно схеме, называемой Стандартной Моделью, различают элементарные и составные частицы.
Элементарные частицы — это основные частицы, которые условно (на данном этапе развития науки) нельзя расщепить на мелкие составляющие. Существуют три группы элементарных частиц: кварки, лептоны и бозоны. Группа лептонов включает электроны, мюоны, нейтрино. Бозоны — это «частицы- посредники», связывающие между собой другие частицы. К бозонам относятся фотоны и глюоны, удерживающие кварки вместе.
У каждой элементарной частицы есть двойник — античастица, которая имеет ту же массу, но отличается от частицы знаком электрического заряда и некоторыми другими характеристиками.
Невероятно мощные электромагниты ускоряют заряженные частицы
Пучки частиц под дейст-. вием электромагнитов разделяются, движутся навстречу друг другу и сталкиваются
Мощные ускорители имеют кольцеобразную форму, чтобы частицы наращивали скорость при каждом облете кольца
Трубы ускорителя окружены мощной изоляцией, не позволяющей электромагнитному излучению выходить наружу
Новые частицы вводятся в ускоритель из нагретой проволочной нити, похожей на нить накаливания гигантской электрической лампочки
★ СУПЕРФАКТ ★
Во время работы ускорителя в лаборатории имени Ферми (США) каждую секунду происходит около 250 ООО соударений частиц.
• Составные частицы — это адроны, состоящие из кварков, которые удерживаются вместе глюонным полем. К ним относятся протоны, нейтроны и гипероны, а также резонансы (короткоживущие адроны).
▼ Ускорители в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН) — это многокилометровые трубы, в которых частицы разгоняются до околосветовых скоростей.
Дополнительные электромагниты удерживают частицы на определенных траекториях внутри трубы
Детекторы, регистрирующие столкновения частиц, похожи на гигантские электронные камеры. Они достигают высоты трехэтажного дома и весят до 5000 т.
